(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211023016.5 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 南昌大学 地址 330000 江西省南昌市红谷滩新区学 府大道999号 (72)发明人 杨晓辉　袁志鑫　肖锦扬　李昭辉　 臧紫坤　温泉炜　曾俊萍　黄超　 伍云飞　陈苏豪　许超　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 王焕巧 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 17/11(2006.01) G06N 3/00(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/14(2006.01) (54)发明名称 多区域混合储能微电网双 层优化配 置方法 (57)摘要 本发明公开了一种多区域混合储能微电网 双层优化配置方法。 首先， 考虑到储能特性， 搭建 了电池寿命成本模型和水轮机工作效率模型； 根 据各区域的用电习惯， 建立了居民、 商业、 工业区 域的需求响应机制模型。 然后， 以年投资成本和 日运行经济为目标函数， 建立多区域混合储能微 电网双层优化配置模型， 并使用分段线性化方法 将原模型的非线性问题转化为混合整数线性规 划问题， 最后， 采用粒子群算法和Gurobi求解器 对模型的上层和下层进行求解， 并使用基于需求 度的Shapley值法对成本进行分摊。 本发明提出 的方法可以在有效提高储能的寿命的同时， 有效 减少微电网建设运行的成本， 并能更加公平合理 的对成本进行分摊 。 权利要求书5页 说明书12页 附图2页 CN 115409355 A 2022.11.29 CN 115409355 A 1.多区域混合储能微电网双 层优化配置方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)建立考虑储能特性的电池寿命成本模型和水轮机 工作效率模型； (2)建立居民、 商业、 工业区域的需求响应模型； (3)运用分段线性 化方法将模型的原非线性问题转 化为混合整数线性 规划问题； (4)采用粒子群算法和Gurobi 求解器对双 层优化模型进行求 解； (5)运用基于需求度的Shapley值法对微电网总经济成本进行分摊 。 2.根据权利要求1所述的多区域混合储能微电网双层优化配置方法， 其特征在于： 所述 步骤(1)中电池寿命成本模型和水轮机 工作效率模型如下： (1‑1)电池寿命 模型： 电池的使用寿命与其 放电深度、 充放电速率、 循环次数因素有关； SR＝LRDRNR 式中： SR为总有效放电电量， LR、 DR、 NR分别为电池的额定循环次数、 额定放电深度、 额定 容量； LA＝aD‑be‑cD 式中： LA为电池实际循环寿命， D为电池实际放电深度， a、 b、 c为曲线拟合系数； 式中： IR和Ies为额定和实际放电电流； deff和da分别为电池在额定条件下的放电量和实 际情况下的放电量， PR和 为额定和实际放电功率； 综合放电深度和放电速率的影响， 第i次电池放电消耗的放电量可表示 为： 式中： 为电池在第i次放电过程非额定条件转化为额定条件下的放电量， 为第i 次放电的电池损耗成本， ces为电池的单位投资成本， Nes为电池容 量； 式中： SOCes(t)为电池在t时刻的荷电状态， σ为电池的自放电率， 和 为电池的充放电功率和充放电效率； (1‑2)上水库和可逆式水轮机： 权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115409355 A 2式中： SOCur(t)为上水库的荷电状态， τ为抽水蓄能的自放电率， ηp、 分别为 可逆式水轮机抽 水模式下的水流量、 综合效率、 抽水功率； ηt、 为可逆式水轮 机在发电模式下的水流量、 综合效率、 抽水功率； ρ 为水密度， 为1000kg/m3； g为重力加速度， 为9.81m/s2； h为上水库和下 水库之间的高度差 。 3.根据权利要求1所述的多区域混合储能微电网双层优化配置方法， 其特征在于： 所述 步骤(2)中居民、 商业、 工业区域的需求响应模型建模步骤如下： 1)居民区域 居民参与负荷需求响应的补偿费用Cre为： Pre,dr(t)＝Pre(t)‑DRout(t)+DRin(t) 式中： Pre(t)为原始居民负荷， Pre,dr(t)为参与需求响应后的居民负荷； DRout(t)和DRin (t)为移出和移入的负荷； are为居民用户移出负荷的补偿系数； 2)商业区域 商业用户参与需求响应的补偿费用Ccom为： Pcom,dr(t)＝Pcom(t)‑ΔPcom,cut(t) 式中： ΔPcom,cut(t)为t时段商业用户的负荷削减量； cbu(t)为在t时刻商业削减负荷的 补偿电价， Pcom(t)为原始商业负荷， Pcom,dr(t)为参与需求响应后的商业负荷； 3)工业区域 工业用户参与削减负荷的补偿费用Cdu表示为： Pdu,dr(t)＝Pdu(t)‑ΔPdu,cut(t) 式中： ΔPdu,cut(t)为工业用户的负荷削减量； adu和bdu为工业削减负荷的补偿系数； Pdu (t)为原始工业负荷， Pdu,dr(t)为参与需求响应后的工业负荷。 4.根据权利要求1所述的多区域混合储能微电网双层优化配置方法， 其特征在于： 所述 步骤(3)中所述的分段线性 化方法， 具体如下：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115409355 A 3